• Nie Znaleziono Wyników

Zbiorowiska z dominującym udziałem traw występujące na nieużytkach powstałych w wyniku przerobu rud cynkowo-ołowiowych

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Zbiorowiska z dominującym udziałem traw występujące na nieużytkach powstałych w wyniku przerobu rud cynkowo-ołowiowych"

Copied!
16
0
0

Pełen tekst

(1)

PL ISSN 1506-5162

Zbiorowiska z dominującym udziałem traw występujące na nieużytkach powstałych w wyniku przerobu rud

cynkowo-ołowiowych

K. R, K. RadecKa, a. Kompała-BąBa

Katedra Botaniki i Ochrony Przyrody, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski w Katowicach

The plant communities dominated by grasses recorded on wastelands connected with processing of lead and zinc ores

Abstract. Studies aimed to show the diversity of vegetation of flotation settlings with dominance of grasses, as well as to show habitat preferences of species. The floristic composition of those com- munities is mostly based on a dominance of one species such as Arrhenatherum elatius, Agrostis capillaris, Molinia caerulea, Festuca arundinacea, F. rubra, Calamagrostis epigejos, Deschamp- sia caespitosa, Solidago gigantea, Melilotus alba. From 3 to 13 grass species occurred in recorded plant communities. Their share in coverage of vegetation reached from 11% to 90%. The more species diverse were communities dominated by such grasses: Festuca arundinacea (H = 2,03), Deschampsia caespitosa (H = 2,07), Arrhenatherum elatius, Festuca rubra (H = 2,01) and the low diverse with higher share of Phragmites australis (H = 0,83).

Keywords: vegetation, grasses, phytoindication method, wastelands, heavy metals.

1. Wstęp

Nieużytki powstające po wydobyciu, czy wzbogacaniu rud cynku i ołowiu od- znaczają się bardzo niekorzystnymi warunkami, takimi jak: przewaga frakcji drob- noziarnistej w podłożu, brak wody, mała zawartość składników biogennych, nie- korzystny odczyn, zasolenie, podwyższona koncentracja metali ciężkich, które poważnie ograniczają zarówno ich rekultywację, czy spontaniczną kolonizację przez różne gatunki roślin jak i zwierząt (maciaK, 2008; JędRzeJczyK-Ko-

RycińsKa i RostańsKi, 2015). Kształtujące się na tym terenie zbiorowiska są często ubogie gatunkowo, a wśród ich komponentów pojawiają się niejedno- krotnie odmiany gatunków, przystosowane do podwyższonej koncentracji me- tali ciężkich w podłożu (matuszKiewicz, 2001; wieRzBicKa, 2002; wieRz-

BicKa i RostańsKi, 2002). Roślinność terenów poprzemysłowych odznacza się niejednokrotnie dużym zróżnicowaniem, odzwierciedlającym panujące wa-

(2)

runki siedliskowe. W jej skład wchodzą bowiem gatunki reprezentujące różne grupy ekologiczne (GRodzińsKa i wsp., 2000; Kompała-BąBa i wsp. 2004;

JędRzeJczyK-KoRycińsKa i RostańsKi, 2015). W toku sukcesji na nieużyt- kach związanych z wydobyciem i przerobem rud cynku i ołowiu, rozwijają się murawy galmanowe, kserotermiczne, zbiorowiska ruderalne z klasy Artemisie- tea vulgaris, czy zbiorowiska łąkowe z klasy Molinio-Arrhenatheretea, a także zbiorowiska zaroślowe i leśne (Kompała i wsp., 2004; Kompała-BąBa i wsp., 2005; HoleKsa i wsp., 2015). W składzie florystycznym zbiorowisk powstają- cych spontanicznie na terenach poprzemysłowych, czy wykreowanych w dro- dze rekultywacji istotną rolę odgrywają trawy i ich odmiany (toKaRsKa-Gu-

ziK i wsp., 1991; RostańsKi i woźniaK, 2001, 2007; Kompała-BąBa i wsp., 2005; Kompała-BąBa i BąBa, 2011, 2013). Posiadają one szereg cech bio- logicznych i fizjologicznych, które zwiększają ich sukces kolonizacyjny, takie jak: szeroka amplituda ekologiczna, zdolność do wegetatywnego rozmnażania, wytwarzanie silnego systemu korzeniowego, przystosowanie do podwyższonej koncentracji metali ciężkich, polimorfizm nasion (JańczyK-węGlaRsKa, 1996;

FRey 2000; RostańsKi i woźniaK, 2007; siweK, 2008; BąBa i wsp., 2016).

Celem pracy jest przedstawienie zróżnicowania roślinności osadników poflota- cyjnych z dominującym udziałem traw, jak również wskazanie preferencji siedlisko- wych budujących je gatunków w aspekcie rekultywacji terenów poprzemysłowych.

2. Materiał i metody

Badania terenowe prowadzono na osadnikach poflotacyjnych, położonych na pograniczu Bytomia, Chorzowa i Piekar Śląskich, na obszarze mezoregio- nu Wyżyna Katowicka (KondRacKi, 2002). Powstały one w latach 1900–1990 w wyniku intensywnej eksploatacji i przerobu rud cynku i ołowiu na drodze flota- cji przez Zakład Górniczo-Hutniczy „Orzeł Biały” (GiRczys i soBiK-szołtyseK, 2002). Osadniki mają kształt płaski lub stołowy (wysokość do 15 m), zbocza stro- me, często nieregularne oraz płaską wierzchowinę. Zbudowane są z drobno zmie- lonej skały płonnej (dolomit), o odczynie obojętnym lub zasadowym a materiał odpadowy zawiera duże ilości cynku i ołowiu. Po zakończeniu zwałowania odpa- dów osadniki rekultywowano głównie w kierunku leśnym (ledwoń i wsp., 1999).

W okresie wegetacyjnym 2014 założono na ich powierzchni 35 poletek badaw- czych w kształcie kwadratu o boku 5 m. Na każdym poletku spisano skład ga- tunkowy oraz wyceniono pokrycie poszczególnych gatunków roślin naczyniowych i mszaków według metody BRaun-Blanqueta (1964). Do dalszych analiz wyko- rzystano również 21 publikowanych zdjęć fitosocjologicznych wykonanych na osad- nikach flotacyjnych (Kompała i wsp., 2004). W celu określenia ogólnego wzor-

(3)

ca zróżnicowania roślinności osadnika poflotacyjnego wykonano nietendencyjną analizę zgodności (Detrended Correspondence Analysis, DCA) w programie CA- NOCO 4.5 (teR BRaaK i ŠmilaueR, 1998). Przed wykonaniem analiz ilościowo- -jakościową skalę BRaun-Blanqueta (1964) przetransformowano na skalę pro- centową, przyjmując za r -1; +- 2; 1-3; 2-13; 3-38; 4-68; 5 -88 (ticHý i Holt, 2006).

Materiał zdjęciowy sklasyfikowano następnie w programie STATISTICA 10.0, wykorzystując metodę grupowania Warda i odległość miejską Manhat- tan (statsoFt inc., 2011). Na podstawie wyników klasyfikacji wykonano tabelę synoptyczną w programie JUICE 7.0.64 (ticHý, 2002), w której zamieszczo- no grupy gatunków diagnostycznych dla poszczególnych klastrów. Gatunki te wyznaczono używając miary wierności (fidelity), która określa przywiązane gatunku do danej jednostki roślinności. Spośród różnych stosowanych współ- czynników wykorzystano współczynnik phi (phi coefficient of association), który jest niezależny od liczby zdjęć w zbiorze danych. Przyjmuje on warto- ści od –1 do +1 (uzyskane wartości w tabeli synoptycznej pomnożono razy 100) (ticHý i cHytRý, 2006). Za gatunki diagnostyczne przyjęto te, dla któ- rych wartość phi przekroczyła 15. Nazwy poszczególnych zbiorowisk roślin- nych utworzono w oparciu o gatunek(i) najbardziej przywiązany do danego kla- stra. W celu przedstawienia preferencji siedliskowych gatunków tworzących zbiorowiska roślinne zastosowano ekologiczne liczby wskaźnikowe Ellenber- ga: L – wilgotność, T – temperatura, F – wilgotność, R – odczyn gleby, N – pro- duktywność (ellenBeRG i wsp., 1992). Średnie wartości liczb Ellenberga, na- łożono pasywnie na diagram DCA. Ponadto obliczono dla poszczególnych zdjęć bogactwo gatunkowe, wskaźnik różnorodności Shannona-Wienera (H), wskaźnik równocenności (evenness) (ticHý i Holt, 2006), a także liczbę i pokrycie gatun- ków reprezentujących określone grupy siedliskowe (oBeRdoRFeR i wsp., 1990;

matuszKiewicz, 2001), czy formy życiowe (zaRzycKi i wsp., 2002). Poszcze- gólne grupy zbiorowisk porównywano stosując nieparametryczny test Kruskalla- -Wallisa (statsoFt inc., 2011). Nazewnictwo gatunków roślin naczyniowych przyjęto za miRKiem i wsp. (2002).

3. Wyniki

3.1. Charakterystyka zbiorowisk roślinnych występujących na osadnikach poflotacyjnych

Analiza DCA pozwoliła na określenie zmienności stwierdzonych zbiorowisk roślinnych oraz na ujawnienie głównych gradientów środowiska. Długość gradien- tu środowiskowego wyznaczonego przez I oś DCA (nietendencyjna analiza zgodno-

(4)

ści; ryc. 2) wynosiła 3,47 SD, zaś wzdłuż II osi DCA 3,98 SD. Wartości własne I i II osi DCA wynosiły odpowiednio: 0,505 i 0,410. Analizując rozmieszczenie gatun- ków na diagramie można pośrednio wnioskować, że I oś DCA wyznacza gradient związany z wilgotnością podłoża, produktywnością oraz nasłonecznieniem. Po lewej stronie diagramu DCA występują gatunki związane z siedliskami suchszymi, otwar- tymi, silniej nasłonecznionymi. Należą do nich m.in. gatunki ruderalne związku Ono-

Rycina 1. Diagram nietendencyjnej analizy zgodności (DCA) roślinności występującej na osadnikach poflotacyjnych w Bytomiu z pasywnie nałożonymi wartościami liczb El- lenberga. Skróty nazw gatunków: cztery pierwsze litery - nazwa rodzajowa; trzy kolejne – nazwa gatunkowa; pogrubioną czcionką zaznaczono gatunki dominujące. Objaśnienia:

L – wskaźnik świetlny, T – wskaźnik temperatury, F – wskaźnik wilgotności, R – wskaź- nik odczynu, N – wskaźnik żyzności

Figure 1. Detrended Correspondence Analysis (DCA) of vegetation occurring on flotation settlings in Bytom with passively projected Ellenberg’s indicator values (L – light, T – temperature, F – moisture, R – soil reaction, N – nitrogen). Species abbreviations (first 4 letters – genus names, 3 further – species name), diagnostic species were marked in bold

(5)

pordion acanthii (Melilotus alba, M. officinalis, Echium vulgare, Medicago lupuli- na, Tanacetum vulgare), murawowe i ciepłolubne (Erigeron acris, Poa angustifolia, Poa compressa, Euphrasia stricta), czy gatunki łąkowe (Leontodon autumnalis, Trifolium pratense). Współtworzą one płaty, które zostały sklasyfikowane jako zbio- rowisko z Melilotus alba oraz Festuca arundinacea. Z kolei po prawej stronie wy- stępują gatunki związane z siedliskiem wilgotniejszym, zacienionym, żyźniejszym takie jak: Phragmites australis, Lycopus europaeus, Solidago gigantea oraz gatun- ki łąk wilgotnych i muraw zalewowych Lysimachia vulgaris, Epilobium hirsutum, Angelica sylvestris i okrajków nitrofilnych Eupatorium cannabinum. Gatunki te współwystępują w fitocenozach, które zaklasyfikowano jako zbiorowisko Phragmi- tes australis oraz zbiorowisko Solidago gigantea. Druga oś DCA wyznacza gradient związany z kwasowością gleby jak i zasobnością podłoża w azot. Z II osią DCA związane są gatunki traw, tworzące odrębne zbiorowiska, takie jak: Molinia caeru- lea (dolna część diagramu), Agrostis capillaris, Deschampsia caespitosa, Calama- grostis epigejos (środkowa cześć wykresu) oraz Festuca ovina, Arrhenatherum ela- tius (górna część diagramu). Towarzyszą im gatunki siedlisk suchszych (Hieracium pilosella, Euphrasia stricta, Erigeron acris, Trifolium arvense), gatunki siedlisk łą- kowych (Achillea millefolium, Ranunculus acris, Poa pratensis, Leontodon autum- nalis oraz niektóre gatunki ruderalne (Reseda lutea).

Klasyfikacja zebranego materiału (zdjęć fitosocjologicznych) pozwoliła na wy- różnienie 10 grup zbiorowisk (klastrów) (tab. 1), zawierających od 3 do 11 zdjęć Tabela 1. Skrócona tabela synoptyczna zbiorowisk roślinnych na osadnikach flotacyjnych

Table 1. Shortened synoptic table of plant communities occurring on flotation settlings

Klaster – Cluster 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Zbiorowisko – Community Mc Fa Ma Dc Ac Ae Ce Sg Fo Pha

Liczba zdjęć – Number of

relevés 3 5 4 8 11 5 5 5 5 5

Średnia sumaryczna wartość pokrycia warstwy zielnej Mean total value of herb layer cover

96 108 125 103 84 134 85 110 89 107

Średnie pokrycie traw – Mean

cover of grasses 64,7 74,2 25 54,9 25,2 72,4 60,2 11 50,4 90,8

Liczba traw – Number grasses 3 13 8 8 5 8 5 7 5 4

Średnia wartość wskaźnika Shannona-Wienera

Mean value of Shannon-Wie- ner index

1,26 2,03 1,78 2,07 1,99 2,01 1,88 1,96 1,92 0,83

Równocenność – Evenness 0,55 0,69 0,61 0,72 0,79 0,67 0,66 0,7 0,68 0,37

Molinia caerulea 87,7

Betula pendula 41,9 1,5

(6)

Klaster – Cluster 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Centaurium erythraea 27 9,7 0,7

Populus tremula 15,3 8

Festuca arundinacea 70,2 10,1

Elymus repens 17,7

Robinia pseudoacacia 17,5 7,2

Melilotus alba 79,8

Tanacetum vulgare 20,5 6,2

Tussilago farfara 17,2 4,6 4,6

Deschampsia caespitosa 49,5 4,2 2,6

Leontodon autumnalis 4,7 28,6 4,1

Bryum caespiticium 19,8

Odontites serotina 2 15,7 2,1 3,7 3,7

Agrostis capillaris 12,6 30,1 1,7

Dicranella varia 25,5

Leontodon hispidus 10,9 15,6 2,3 3,3

Arrhenatherum elatius 56,7

Echium vulgare 22,6

Hieracium piloselloides 4,1 4,4 22,3 0,9 0,9 2,7

Holcus lanatus 2,1 21,8 4

Hieracium sabaudum 3,1 17,3 1,5 1,5 1,5

Medicago lupulina 9,1 3,9 15,9

Poa pratensis 5 15,6 5

Calamagrostis epigejos 2,3 59,7

Solidago gigantea 62,7

Cardaminopsis halleri 2,5 22,6

Festuca ovina 8,4 2,3 59,1

Ranunculus acris 3,3 1,7 29,3

Phragmites australis 95,3

Lycopus europaeus 28,8

Eupatorium cannabinum 9,2 23

Epilobium hirsutum 22,6

Lysimachia vulgaris 6,3 20,2

Angelica sylvestris 5,2 18,4

Ceratodon purpureus 16,5 16,3 5,5

Festuca rubra 19,8 0,4 49,4

Melilotus officinalis 15 17,6

Objaśnienia (Explanations): 1. Mc – zbiorowisko (community) Molinia caerulea, 2. Fa – zb. Festu- ca arundinacea, 3. Ma – zb. Melilotus alba, 4. Dc – zb. Deschampsia caespitosa, 5. Ac – zb. Agrostis capillaris, 6. Ae – zb. Arrhenatherum elatius-Festuca rubra,7. Ce – zb. Calamagrostis epigejos, 8. Sg – zb. Solidago gigantea, 9. Fo – zb. Festuca ovina, 10. Pha – zb. Phragmites australis.

Dla poszczególnych gatunków podano wierność – For each species a fidelity was given.

cd. tabeli 1

(7)

fitosocjologicznych i od 20 do 62 gatunków roślin. Pokrycie traw wynosiło od 11 do 90,8% w poszczególnych fitocenozach. Do najbardziej różnorodnych gatun- kowo należały zbiorowiska z wysokim pokryciem takich gatunków traw jak: Fe- stuca arundinacea, Deschampsia caespitosa, Arrhenatherum elatius, Festuca ru- bra, natomiast najmniejszą różnorodnością oraz równomiernością odznaczało się zbiorowisko, w którym rolę dominanta pełniła trzcina pospolita (Phragmites au- stralis) (tab. 1).

W spektrum form życiowych (biorąc pod uwagę zarówno frekwencję jak i pokrycie gatunków) w większości z wyróżnionych zbiorowisk roślinnych do- minują hemikryptofity (ryc. 2). Terofity wyraźny udział w pokryciu miały jedy-

Objaśnienia (Explanations): 1 – zbiorowisko (community) Molinia caerulea, 2 – zbiorowisko Festuca arun- dinacea, 3 – zbiorowisko Melilotus alba, 4 – zbiorowisko Deschampsia caespitosa, 5 – zbiorowisko Agrostis capillaris, 6 – zbiorowisko Arrhenatherum elatius-Festuca rubra, 7 – zbiorowisko Calamagrostis epigejos, 8 – zbiorowisko Solidago gigantea, 9 – zbiorowisko Festuca ovina, 10 – zbiorowisko Phragmites australis;

M – megafanerofity, N – nanofanerofity

Rycina 2. Porównanie wyróżnionych zbiorowisk roślinnych pod kątem udziału form życiowych

Figure 2. The comparison of plant communities in reference to spectrum of life forms

(8)

nie w przypadku zbiorowiska Melilotus alba, natomiast geofity w fitocenozach z dominacją Calamagrostis epigejos, Phragmites australis i Solidago gigantea.

W zbiorowiskach odnotowano również obecność juwenilnych gatunków krze- wów i drzew, jednak ich udział nie był duży.

Rycina 3. Porównanie wyróżnionych zbiorowisk roślinnych pod kątem udziału gatunków reprezentujących różne grupy siedliskowe (objaśnienia grup zbiorowisk jak na ryc. 2) Figure 3. The comparison of the plant communities in terms of share of species represen-

ting different ecological groups (explanations of community groups see Fig. 2)

(9)

Gatunki łąkowe mają wysoki udział ilościowy i jakościowy w zbiorowiskach z dominacją takich gatunków traw: Festuca arundinacea, Molinia caerulea, De- schampsia caespitosa, Agrostis capillaris, Arrhenatherum elatius-Festuca ru- bra w porównaniu z gatunkami ruderalnymi czy murawowymi (ryc. 3).

Gatunki ruderalne wyższy udział w pokryciu mają w zbiorowiskach z no- strzykiem białym (Melilotus alba) oraz trzcinnikiem piaskowym (Calamagrostis epigejos) w porównaniu z innymi fitocenozami.

Gatunki siedlisk nitrofilnych generalnie miały niewielki udział w pokryciu ro- ślinności za wyjątkiem zbiorowiska Solidago gigantea.

W składzie florystycznych zbiorowiska (Fo) wyraźny udział w pokryciu mają gatunki muraw kserotermicznych i okrajków termofilnych, takie jak: (Erige- ron acris, Hieracium pilosella), natomiast niższy gatunki siedlisk ruderalnych (Hieracium piloselloides, Picris hieracioides, Solidago canadensis) i gatunki łą- kowe (Achillea millefolium, Plantago lanceolata).

3.2. Analiza fitoindykacyjna zbiorowisk roślinnych osadników poflotacyjnych

Wyniki analizy danych roślinnych z wykorzystaniem wskaźników ekologicz- nych: światło L, wilgotność F, kwasowość R, zasobność podłoża w azot N pre- zentują ryciny 4 a, b, c, d.

Istotne statystycznie różnice wystąpiły pomiędzy zbiorowiskiem Phragmites australis, a:

– zbiorowiskiem Melilotus alba pod względem wartości wskaźnika świetl- nego L, w którego składzie florystycznym przeważają gatunki preferujące pełne światło. Natomiast kompozycję florystyczną zbiorowiska z trzciną pospolitą tworzą gatunki preferujące miejsca silniej zacienione.

– zbiorowiskami Melilotus alba, Agrostis capillaris, Festuca ovina pod względem wartości wskaźnika wilgotności F. W składzie florystycznym wymienionych zbiorowisk wyższy udział mają gatunki przywiązane do podłoży świeżych. Gatunki preferujące podłoża mokre wyższy udział miały w przypadku zbiorowiska Phragmites australis.

– zbiorowiskami z dominacją Molinia caerulea, Agrostis capillaris, Fe- stuca ovina pod względem wartości wskaźnika żyzności N, gdzie kom- pozycję florystyczną płatów tworzą gatunki preferujące podłoża ubogie w azot. Z kolei w płatach zbiorowiska Phragmites australis przeważają gatunki przywiązane do podłoży zasobnych w azot.

W składzie florystycznym zbiorowisk Festuca arundinacea oraz Melilotus alba wyższy udział mają gatunki preferujące podłoża słabo kwaśne do zasa-

(10)

dowych. Istotne statystycznie różnice wystąpiły natomiast pomiędzy zbiorowi- skiem Melilotus alba a zbiorowiskami Agrostis capillaris, Festuca ovina, pod względem wartości wskaźnika kwasowości R. W składzie florystycznym zbio- rowiska z mietlicą pospolitą i kostrzewą owczą przeważały gatunki preferujące podłoża umiarkowanie kwaśne.

a b

c d

Rycina 4. Porównanie wyróżnionych zbiorowisk roślinnych pod kątem preferencji sie- dliskowych tworzących je gatunków względem światła (L) wilgotności (F), kwasowości (R), zawartości azotu (N). Objaśnienia wartości wskaźników a. L – umiarkowane światło (6–7), pełne światło (8–9); b. F – podłoża świeże (4–5) do podłoży mokrych (8–9); c.

R – podłoża umiarkowanie kwaśne (4–5) do słabo kwaśnych i zasadowych (6–7), d. N – podłoża od ubogich (2–3) do zasobnych (6–7); grupy zbiorowisk jak na ryc. 2 Figure 4. The comparison of plant communities occurring on flotation settlings in terms of indicator values of species: light (L), moisture (F), soil reaction (R), nitrogen (N).

Explanations: a. L – half-shade to moderate light (6–7), light to full light (8–9); b. F: dry soils to fresh soils (4–5) moist to wet soils (8–9); c. R – acidic to moderately acidic soils (4–5) moderately acidic, moderately alkaline soils (6–7), d. N – extremely poor soils to

poor soils (2–3) moderately rich to rich soils (6–7); community groups see Fig. 2

(11)

4. Dyskusja

Dane na temat biologii i preferencji siedliskowych gatunków zasiedlających zwały i tworzących spontanicznie zbiorowiska roślinne mogą być wykorzystane przy projektowaniu zabiegów rekultywacji na różnych nieużytkach poprzemy- słowych.

Ze względu na specyfikę terenów poprzemysłowych skład florystycz- ny powstających tam zbiorowisk odbiega niejednokrotnie od opisywanych z terenów naturalnych czy półnaturalnych (toKaRsKa-GuziK i wsp., 1991;

Kompała-BąBa i wsp. 2005). Często dominuje w nich jeden gatunek, który nadaje im charakterystyczną fizjonomię i ma wpływ na różnorodność gatun- kową tych zbiorowisk. Na badanym terenie rolę dominantów w zbiorowiskach pełniły głównie różne gatunki traw, takie jak Arrhenatherum elatius, Agrostis capillaris, Molinia caerulea, Festuca arundinacea, F. rubra, Calamagrostis epigejos, Deschampsia caespitosa, Phragmites australis, a także nawłoć póź- na (Solidago gigantea), czy nostrzyk biały (Melilotus alba). Były one także gatunkami diagnostycznymi opisanych zbiorowisk. Najwyższą wartość wierno- ści gatunku do danego klastra (fidelity) odnotowano w przypadku: Phragmites australis (95,3), Molinia caerulea (87,7), Festuca arundinacea (70,2), Melilotus alba (79,8), Solidago gigantea (62,7), Calamagrostis epigejos (59,7) oraz Fe- stuca ovina (59,1). Niektóre z gatunków występowały często w analizowanych poletkach badawczych. Agrostis capillaris, Deschampsia caespitosa, wystąpiły w ponad 30 poletkach na 56 analizowanych, a Calamagrostis epigejos w ponad 20 poletkach badawczych.

Badania prowadzone nad skutecznością wykorzystania różnych gatunków traw i ich odmian w rekultywacji terenów poprzemysłowych wykazały, że Festuca ovina w porównaniu z Festuca arundinacea, F. heterophylla, czy F.

rubra ma duże zdolności do odnawiania się i przetrwania na tych siedliskach przez szereg lat. Trawa ta tworzy niską ruń, a powolny jej wzrost umożli- wia wkraczanie gatunków światłolubnych z otoczenia (KostucH i twaRdy, 2006; patRzałeK, 2007). Na powierzchni osadnika, gatunek ten utrzymywał się dopóki darń nie została rozjeżdżona przez kłady, czy też nie zniszczona w wy- niku rozbierania powierzchni osadnika. Dzięki właściwościom allelopatycznym, Festuca ovina może skutecznie ograniczać pojawianie się innych, często bar- dziej ekspansywnych gatunków traw, jak Calamagrostis epigejos (patRzałeK, 2007). Ten ostatni gatunek w odpowiednich warunkach może pokrywać dużą powierzchnię terenu zdegradowanego. Roślina wytwarza dużą ilość trudno roz- kładalnej biomasy, bogatej w celulozę, przez co hamuje sukcesję zbiorowiska.

Innym gatunkiem, które występuje na wierzchowinie i zboczach osadnika i może utrzymywać się na nich przez samosiew jest Agrostis capillaris. Zbiorowi-

(12)

sko z mietlicą pospolitą współtworzyły gatunki krótkotrwałych, jak i trwałych zbiorowisk ruderalnych, a także Silene vulgaris, Cardaminospis arenosa czy Le- ontodon hispidus (Kompała-BąBa i wsp., 2004; patRzałeK, 2007).

W poszczególnych zbiorowiskach roślinnych wystąpiło od 3 do 13 gatun- ków traw, których udział w pokryciu roślinności sięgał od 25% do 90% (tab. 1). Sze- reg z gatunków traw jak: Agrostis capillaris, Arrhenatherum elatius, Calamagro- stis epigejos, Festuca ovina występowało również często we florze zbiorowisk innych nieużytków poprzemysłowych (zwały pogórnicze i hutnicze powstałe w wyniku przerobu rud cynku, ołowiu, żelaza, kamieniołomy). Pełniły one tam niejednokrotnie rolę dominantów, nadając zbiorowiskom charakterystyczną tra- wiastą fizjonomię np. Calamagrostis epigejos w płatach zbiorowiska Calama- grostis epigejos-Betula pendula, czy Festuca ovina-Silene vulgaris (Kompała- -BąBa i wsp., 2005; Kompała-BąBa i BąBa, 2011, 2013; młynKowiaK i wsp., 2014)

Ze względu na obecność na terenach poprzemysłowych mozaiki siedlisk zasiedlają je gatunki reprezentujące różne grupy ekologiczne (ryc. 4), jak również mające różne preferencje siedliskowe (ryc. 5). Fakt ten potwierdza- ją zarówno wyniki analizy numerycznej, klasyfikacji zbiorowisk, jak również przeprowadzone analizy składu florystycznego zbiorowisk. Pośrednia, nie- tendencyjna analiza zgodności (DCA) ujawniła obecność gradientu wzdłuż I osi DCA związanego wilgotnością podłoża, produktywnością oraz nasłonecz- nieniem oraz wzdłuż II osi DCA związanego z kwasowością i zasobnością podłoża w azot.

Wytworzenie trwałej pokrywy roślinnej przez gatunki, które dzięki dobrze rozwiniętym (np. śmiałek darniowy, kostrzewa trzcinowata, trzcinnik piasko- wy) i często głębokim systemom korzeniowym (trzcinnik piaskowy wytwarzać może korzenie sięgające do 2 m w głąb) pozwala związać bardzo drobne podłoże osadnika, zabezpieczając je przed erozją wodną czy wietrzną (BRandes, 1986;

KostucH i twaRdy, 2006). Takie gatunki traw jak kostrzewa trzcinowa (Festu- ca arundinacea), rajgras wyniosły (Arrhenatherum elatius), trzcinnik piaskowy (Calamagrostis epigejos) oraz nawłoć późna (Solidago gigantea) mogą uczest- niczyć zarówno w rekultywacji i stabilizacji terenów skażonych, bioakumula- cji metali ciężkich, jak również ich biomasa może być wykorzystana w celach energetycznych (ŻuReK, 2009; patRzałeK i wsp., 2011). Ponadto trawy mogą odgrywać również istotną funkcję w krajobrazie tworząc barwne aspekty w róż- nych porach roku (np. trzęślica modra w okresie jesiennym), tym samym zwięk- szając wartość estetyczną tych terenów (BąBa i wsp., 2016).

Przeprowadzenie rekultywacji terenów zanieczyszczonych metalami ciężki- mi, w oparciu o szczegółowe badania florystyczne i siedliskowe, pozwoli na sku- teczne przywrócenie im wartości przyrodniczych i umożliwi im pełnienie różnych

(13)

usług ekosystemowych. Jest to problem niezwykle istotny, zwłaszcza w Górno- śląskim Okręgu Przemysłowym, gdzie wciąż występują nieużytki poprzemysło- we, które nie zostały poddane rekultywacji, czy też w niewystarczającym stop- niu mają wykształconą pokrywę roślinną i obecnie obserwuje się na nich procesy degradacji, które mogą mieć szkodliwe czy wręcz niebezpieczne skutki dla zdro- wia mieszkających w pobliżu ludzi.

5. Wnioski

• W składzie florystycznym zbiorowisk roślinnych wykształcających się na nieużytkach powstałych w wyniku przerobu rud cynku i ołowiu rolę gatunków diagnostycznych jak i dominantów pełniły głównie różne ga- tunki traw, takie jak Arrhenatherum elatius, Agrostis capillaris, Moli- nia caerulea, Festuca arundinacea, F. rubra, Calamagrostis epigejos, Deschampsia caespitosa, Phragmites australis, a także nawłoć późna (So- lidago gigantea), czy nostrzyk biały (Melilotus alba).

Do częstych składników zbiorowisk należały Agrostis capillaris, De- schampsia caespitosa oraz Calamagrostis epigejos.

• Pokrycie traw w poszczególnych zbiorowiskach wynosiło od 11 do 90,8%.

• Do najbardziej różnorodnych gatunkowo należały zbiorowiska z wy- sokim pokryciem takich gatunków traw jak: Festuca arundinacea, De- schampsia caespitosa, Arrhenatherum elatius, Festuca rubra, natomiast najmniejszą różnorodnością oraz równomiernością odznaczało się wiel- kopowierzchniowe zbiorowisko z dominacją trzciny pospolitej (Phragmi- tes australis).

• Zbiorowiska wykazują zróżnicowanie związane z gradientem wilgotno- ści podłoża, produktywności oraz nasłonecznienia.

• Na podstawie danych uzyskanych na temat biologii gatunków, pro- wadzonych badań fitosocjologicznych i ekologicznych spośród ga- tunków traw występujących na osadnikach w pracach hodowlanych można wykorzystać rodzime gatunki traw tj. Festuca ovina, Agrostis capillaris, Deschampsia caespitosa, które pokrywają zarówno wierzcho- winę, jak i zbocza osadników i odgrywają istotną rolę w stabilizacji drob- noziarnistego podłoża. Z kolei takie ekspansywne trawy jak Phragmites australis, czy Calamagrostis epigejos z jednej strony pełnią istotną rolę, ponieważ są powszechne i mogą porastać znaczną powierzchnię osadni- ka, z drugiej natomiast mają negatywny wpływ na różnorodność biolo- giczną płatów roślinnych.

(14)

Literatura

BąBa w., BłońsKa a., Kompała-BąBa a., małKowsKi ł., ziemeR B., sieRKa e., nowaK

t., woźniaK G., Besenyei l., 2016. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) root colo- nization dynamics of Molinia caerulea (L.) Moench. in grasslands and post-industrial sites. Ecological Engineering, 95, 817–827.

BRandes d., 1986. Ruderale Halbtrockenrasen des Verbandes Convolvulo-Agropyrion Görs 1966 im östlichen Niedersachsen. Braunschweiger Naturkundlicher Schriften, 2 (3), 547–564.

BRaun-Blanquet J., 1964. Pflanzensoziologie, 3rd ed, Soringerverlag, Wien.

ellenBeRG H., weBeR H.e., dull R., wiRtH V., weRneR w., paulissen d., 1992. Zeige- werte von Pflanzen in Mitteleuropa. Scripta Geobotanica, 18, 1–258.

FRey l., 2000. Trawy niezwyciężone (wybrane zagadnienia z historii, taksonomii i biolo- gii Poaceae). Łąkarstwo w Polsce, 3, 9–20.

GiRczys J., soBiK-szołtyseK J., 2002. Odpady przemysłu cynkowo-ołowiowego. Wydaw- nictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.

GRodzińsKa K., KoRzeniaK u., szaReKuKaszewsKa G., GodziK B., 2000. Coloniza- tion of zinc mine spoils in southern Poland – preliminary studies on vegetation, seed rain and seed bank. Fragmenta Floristica Geobotanica Polonica, 45(1–2), 123–145.

HoleKsa J., BłońsKa a., Kompała-BąBa a., woźniaK G., KuReK p., szaReKuKaszew-

sKa G., GRodzińsKa K., Żywiec m., 2015. The vegetation of the Olkusz ore bearing region. (red. B. Godzik), Natural and historical values of the Olkusz Ore-bearing region, 105–129. W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences.

JańczyK-węGlaRsKa J., 1996. Strategie rozwoju osobniczego Calamagrostis epigejos (L.) Roth na tle warunków ekologicznych poznańskiego przełomu Warty. Wydawnic- two Naukowe UAM. Seria Biologia, 56. Poznań, 105 s.

JędRzeJczyK-KoRycińsKa m., RostańsKi a., 2015. Tereny o wysokiej zawartości meta- li ciężkich na Górnym Śląsku. W: Ekotoksykologia. Rośliny, gleba, metale (red. M.

Wierzbicka), Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 175–189.

Kompała a., BłońsKa a., woźniaK G., 2004. Vegetation of the „Żabie Doły” area (By- tom) covering the wastelands of lead and zinc-lead industry. Archives of Environ- mental Protection, 30(3), 59–77.

Kompała-BąBa a., BłońsKa a., BąBa w., czyBa m., 2005. Grasses in plant communi- ties which develop on waste sites of zinc-lead industry (Upper Silesia, S Poland.

W: Biology of grasses (red. L. Frey), W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków, 269–282.

Kompała-BąBa a., BąBa w., 2011. Udział traw w zbiorowiskach roślinnych wykształcają- cych się na obszarze wybranych kamieniołomów Wyżyny Śląskiej. Fragmenta Flori- stica Geobotanica Polonica, 18(2), 359–374.

Kompała-BąBa a., BąBa w., 2013. Udział traw (Poaceae) w zbiorowiskach roślinnych wykształcających się na nieużytkach hutnictwa żelaza występujących na obszarze Wy- żyny Śląskiej, Fragmenta Floristica Geobotanica Polonica, 20(2), 267–284.

KondRacKi J., 2002. Geografia regionalna Polski. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.

KostucH R., twaRdy s., 2006. Roślinność zasiedlająca hutnicze wysypiska wielkopiecowe Nowej Huty. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Rolnic- two, 88(545), 147–156.

(15)

ledwoń K., imielsKi m., KoJ a., 1999. Prace rekultywacyjne prowadzone na terenie Żabich Dołów (2). Aura, 4, 19–20.

maciaK F., 2008. Ochrona i rekultywacja środowiska. Wydawnictwo SGGW, Warszawa.

matuszKiewicz w., 2001. Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. Vade- mecum Geobotanicum 3. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.

miReK z., pięKoś-miRKowa H., zaJąc a., zaJąc m., 2002. Flowering plants and pteri- dophytes of Poland. A Checklist. W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków.

młynKowiaK e., malinowsKa K., Kutyna i., 2014. Występowanie Calamagrostis epige- jos L. (Roth) w zbiorowiskach roślinnych różnych biotopów. Folia Pomeranae Uni- versitatis Technologiae Stetinensis Agricultura, Alimentaria, Piscaria et Zootechni- ca 309 (29), 85–100.

oBeRdoRFeR e., mulleR t., KoRnecK d., lippeRt w., maRKGRaF-dannenBeRG i., patzKe e., weBeR H. e., 1990. Pflanzensoziologische Excursionflora 6, Auflage. Stuttgart, Ulmer.

patRzałeK a., 2007. Trawy dla celów specjalnych. Księga Polskich Traw. Instytut im. W.

Szafera. PAN. Kraków.

patRzałeK a., KozłowsKi s., swędRzyńsKi a., tRąBa cz., 2011. Trzcinnik piaskowy jako po- tencjalna roślina energetyczna. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 54 s.

RostańsKi a., woźniaK G., 2001. Grasses on industry wastelands and its role in the de- velopment of stabilised plant communities. W: Studies on grasses in Poland (red.

Frey L.), Wydawnictwo Instytutu Botaniki im. W. Szafera, Polska Akademia Nauk, Kraków, 313–327.

RostańsKi a., woźniaK G., 2007. Trawy (Poaceae) występujące spontanicznie na terenie nieużytków poprzemysłowych. Fragmenta Floristica Geobotanica Polonica, Suppl., 9, 31–42.

siweK m., 2008. Rośliny w skażonym metali ciężkimi środowisku poprzemysłowym Część II. Mechanizmy detoksykacji i strategie przystosowania roślin do wysokich stężeń metali ciężkich. Wiadomości Botaniczne, 52(3/4), 7–23.

statsoFt inc., 2011. STATISTICA (data analysis software system), version 10.0. www.

statsoft.com.

TeR BRaaK c.J.F., ŠmilaueR p., 1998. Canoco Reference manual and user’s guide to Cano- co for Windows: Software for Canonical Community Ordination (version 4). Micro- computer Power (Ithaca, NY USA).

ticHý l., 2002. JUICE, software for vegetation classification. Journal of Vegetation Science, 13, 451–453.

ticHý l., cHytRý m., 2006. Statistical determination of diagnostic species for site groups of unequal size. Journal Vegetation Science, 17, 809–818.

ticHý l., Holt J., 2006. JUICE. A program for management, analysis and classification of ecological data. Vegetation Science Group, Masaryk University Brno, Czech Republic.

toKaRsKa-GuziK B., RostańsKi a., Klotz s., 1991. Roślinność hałdy pocynkowej w Ka- towicach-Wełnowcu. Acta Biologica Silesiana, 19(36), 94–102.

wieRzBicKa m., 2002. Przystosowania roślin do wzrostu na hałdach cynkowo-ołowiowych okolic Olkusza. Kosmos, 51, 139–150.

wieRzBicKa m., RostańsKi a., 2002. Microevolutionary changes in ecotypes of calamine waste heap vegetation near Olkusz, Poland: a review. Acta Biologica Cracoviensia, Series Botanica, 44, 7–19.

(16)

zaRzycKi K., tRzcińsKa-taciK H., RóŻańsKi w., szeląG z., wołeK J., KoRzeniaK u., 2002. Ecological indicator values of vascular plants of Poland. W. Szafer Insitute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków.

ŻuReK G., 2009. Rośliny alternatywne w fitoekstrakcji metali ciężkich z obszarów skażonych.

Problemy Inżynierii Rolniczej, 3, 83–89.

The plant communities dominated by grasses recorded on wastelands connected with processing of lead and zinc ores

K. R, K. RadecKa, a. Kompała-BąBa

Department of Botany and Nature Protection, Faculty of Biology and Environmental Protection, University of Silesia

Summary

The aim of studies that were conducted on flotation settlings was to show the diversity of vegetation with dominance of grasses, as well as, to show habitat preferences of species that can be important in terms of the reclamation of post-industrial areas. The floristic composition and percentage coverage of species according to Braun-Blanquet scale was determined in 56 sample plots. The classification of dataset with the use of Ward’s method enabled to distinguished 10 plant communities. Moreover, DCA analysis with passively projected Ellenberg’s indicator values was performed in order to show the diversity of vegetation and to detect some environmental gradi- ents. The floristic composition of those communities is mostly based on a dominance of one species that gives them a specific physiognomy such as Arrhenatherum elatius, Agrostis capillaris, Mo- linia caerulea, Festuca arundinacea, F. rubra, Calamagrostis epigejos, Deschampsia caespitosa, Solidago gigantea, Melilotus alba. The higher values of fidelity to a given cluster (measured by phi coefficient) was recorded in case of such species as: Phragmites australis (95,3), Molinia cae- rulea (87,7), Festuca arundinacea (70,2), Melilotus alba (79,8), Solidago gigantea (62,7), Cala- magrostis epigejos (59,7) and Festuca ovina (59,1). From 3 to 13 grass species occurred in recorded plant communities. Their share in coverage of vegetation reached from 25% to 90%. The more species diverse were communities dominated by such grasses: Festuca arundinacea (H = 2,03), Deschampsia caespitosa (H = 2,07), Arrhenatherum elatius, Festuca rubra (H = 0,83) and the low diverse with higher share of Phragmites australis (H = 0,83).

Adres do korespondencji – Address for correspondence:

Dr hab. Agnieszka Kompała-Bąba

Katedra Botaniki i Ochrony Przyrody, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytet Śląski w Katowicach

ul. Jagiellońska 28 40-032 Katowice tel. (032) 2009-564

e-mail: agnieszka.kompala-baba@us.edu.pl

Cytaty

Powiązane dokumenty

Film po adaptacji powieści: narracja Wojny polsko-ruskiej pod flagą biało-czerwoną Porównanie przekładu angielskiego powieści i angielskich napisów w adaptacji filmowej

Pazdur, dał tu cenne informacje o polskim muzealnictwie technicznym i polskich zabytkach techniki oraz dane o na­ szych osiągnięciach w badaniach dziejów techniki

Five species of ornamental grasses (Carex muskingumensis, Carex ornithopoda ‘Variegata’, Festuca cinerea Vill., Festuca cinerea ‘Silberreiher’, Juncus effusus) were

The highest crop energy value per unit area was found for Spartinia pectinata, Miscanthus sinensis and Panicum virgatum. Recenzent–Reviewer:

Liczba pędów na karpie pod koniec wegetacji istotnie zwiększyła się u miskanta olbrzymiego średnio do 22 szt., a u miskanta cukrowego śred- nio do 12 szt.. Biorąc

W badaniach przeprowadzonych przez Janicką (2004) spośród pięciu gatunków traw największą biomasę nadziemną w trzecim roku po zasiewie wykształciły także rośliny Bromus

Celem niniejszych badañ by³o przeœledzenie rozwoju czterech gatunków traw w okresie wzrostu – od ruszenia wegetacji do pocz¹tku kwitnienia – pod wzglêdem wytwarzania liczby liœci

Zmienność warunków pogodowych w kolejnych latach, szczególnie ilość opadów w okresie wegetacji, różnicowała wartości większości ocenianych cech u gazonowych